DE2714902A1

DE2714902A1 - Verbessertes schaumerzeugendes konzentrat fuer feuerloeschzwecke

Info

Publication number: DE2714902A1
Application number: DE19772714902
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl Phys Dr Broell; Heinz Eberhard Dipl Ch Hoellig
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1977-04-02
Filing date: 1977-04-02
Publication date: 1978-10-12
Also published as: FR2385414B1; IT7821899A0; IT1094002B; GB1583020A; ES468233A1; JPS53126799A; SE7803662L; FR2385414A1

Description

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Verbessertes schaumerziugendes Konzentrat für Feuer löschzwecke

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein schaumerzeugendes Konzentrat für Feuerlöschzwecke mit verbessertem Korrosionsverhalten.

Zur Bekämpfung größerer Flüssigkeitsbrände, aber auch zur propylaktischen Abdeckung werden im Bereich der chemischen Industrie und der Mineralölindustrie, auf Flughäfen und im Gebiet von Wasser- und Schienenwegen seit Jahren erfolgreich wäßrige Luftschäume eingesetzt. Anfänglich wurden nur Schwerschäume auf Basis von hydrolysierten Proteinen mit Schaumdichten von 0,1 bis 0,15 kg/1 verwendet. Seit etwa 10 Jahren werden aber auch sogenannte Mittel- und Leichtschäume mit Schaumdichten von 0,03 bis 0,001 kg/1 auf Basis grenzflächenaktiver, synthetischer Schaumbildner eingesetzt. Aber auch zur Erzeugung von Schwerschaum für die Brandbekämpfung haben sich synthetische Schaummittel gut bewährt. Allgemein scheint der Anteil synthetischer Schaummittel bei der Brandbekämpfung und der Vorbeugung von Bränden zuzunehmen.

Proteinschaummittel für die Herstellung von wäßrigen Luftschäumen können in ungeschützten Stahlbehältern längere Zeit gelagert werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß zur längeren Lagerung von synthetischen Schaummitteln nur Kunststofftanks oder Tanks aus Edelstahl verwendbar sind, da Behälter aus unlegiertem Stahl relativ rasch korrodiert werden. Dieser Angriff ist auf die Anwesenheit synthetischer (nicht-ionischer, kationenaktiver, insbesondere aber anionenaktiver) Tenside zurückzuführen (Beispiel: Alkylsulfate und Alkyläthersulfate). Ein ähnlicher, aber stärkerer Angriff wird durch Tenside mit Perfluoralkylgruppen hervorgerufen.

Aus Kostengründen ist meist ein Austausch existierender Tankbehälter gegen Edelstahlbehälter, insbesondere in Löschfahrzeugen, nicht durchführbar.

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Es bestand daher die Aufgabe, ein synthetisches Schaununittel zur Erzeugung von Leicht-, Mittel- und Schwerschaum für Feuerlöschzwecke zu rezeptierun, das bei der Lagerung in unlegierten Stahltanks weder im i'lüssigkeitsraum noch im Gasraum korrosiv auf Stahl wirkt, aber im Hinblick auf Schaumerzeugung und Löschwirkung den bekannten Schaununitteln nicht nachsteht.

Es wurde nun gefunden, daß sich wäßrige Schaummittel, die ein synthetisches Tensid als Schaumkomponente enthalten, bei Anwesenheit von 5-30 Gew.-% eines gesättigten primären, sekundären oder tertiären Amins durch niedrigen Korrosionsangriff auf unlegierten Stahl auszeichnen. Dieser Effekt tritt besonders dann auf, wenn der Chloridgehalt des Schaummittels unter 0,1, insbesondere unter 0,04 Gew.-% liegt. Besonders gute Ergebnisse werden bei Chloridgehalten unter 0,015 Gew.-% erhalten. Ahnlich dem Chlorid wirken äquivalente Mengen an Bromid und Jodid, die beispielsweise bei Einsatz von kationischen Tensiden als Anion eingeschleppt werden können. Bei Chloridgehalten über 0,3 % ist die korrosionsverhindernde Wirkung der zugesetzten Amine nur noch sehr gering.

Aus der DT-OS 15 46 500 sind Schaummittel-Formulierungen bekannt, die bis zu 0,5 Gew.-% an Triethanolamin enthalten. Dieser Zusatz dürfte aber die Aufgabe gehabt haben, überschüssige Säure im Kohlenwasserstofftensid zu neutralisieren. Die gleichzeitig als Tenside eingesetzten Salze des Triäthanolamins mit starken Säuren, z.B. Laurylalkohol-Sulfat, zeigen keine korrosionsverhindernde Wirkung; sie bewirken im Gegenteil einen starken Angriff auf unlegierten Stahl.

Die erfindungsgemäßen Mittel können bekannte Kohlenwasserstof f-Tenside in Mengen von 5-50 Gew.-%, insbesondere 20 40 Gew.-% enthalten. Fluortenside können in Mengen von 0,1 5 Gew.-% vorhanden sein. Selbstverständlich können auch

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Kohlenwasserstofftenside und Fluortenside nebeneinander eingesetzt werden.

Als gesättigte Amine können acyclische aliphatische Amine eingesetzt werden, dessen Alkylgruppen 1-6 Kohlenstoffatome enthalten. Das acyclische aliphatische Amin kann auch Hydroxyalkyl-Gruppen mit 2-6 Kohlenstoffatomen enthalten. Als Amine können auch isocyclische gesättigte Amine mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen im Ring oder gesättigte heterocyclische Amine mit 5 oder 6 Ringgliedern und 1 - 2 Stickstoffatomen im Ring eingesetzt werden. Als heterocyclisches Amin ist besonders gut Morpholin verwendbar. Die eingesetzten heterocyclischen gesättigten Amine können am Ring noch durch ein oder mehrere Alkylgruppen oder Hydroxyalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert sein.

Im allgemeinen werden die Amine als freie Base eingesetzt. Man kann jedoch auch die Salze des Amins mit einer sehr schwachen Säure beispielsweise einer aliphatischen Carbonsäure mit 1-9 Kohlenstoffatomen, insbesondere 5-9 Kohlenstoffatomen, einsetzen.

Besonders günstig verhalten sich Amine mit einer 2-Hydroxyäthyl-Gruppe wie Monoäthanolamin, Diäthanoiamin, insbesondere aber Triäthanolamin. Auch andere Amine, wie Methylamin, Dimethylamin, Diäthylamin und Fettamine mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen sind für den genannten Zweck brauchbar. Wirksam sind auch Alkylendiamine wie Äthylendiamin und andere acyclische, cyclische und heterocyclische Diamine und Polyamine. Bevorzugt werden Monoamine eingesetzt. Besonders günstig erwies sich die Kombination Triäthanolamin in Kombination mit Morpholin.

Die verschiedenen Amine sind auch gut kombinierbar mit Benztriazol. Damit werden solche Schaummittel auch gegenüber Messing passiv.

Die genannten Amin-Zusätze zeigen ihre korrosionshindernde

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Wirkung auch in Schaummitteln, die ein Fluortonsid als Schuumkompohente enthalten. Diese sogenannten wasserfumbildenden Schaummittel werden in der letzten Zeit immer mehr bei Einsatz auf Flughafen zur Bekämpfung von Kohlenwasserstoff-Bränden angewendet. Diese Schaummittel enthalten Fluortenside evtl. in Kombination mit Kohlenwasserstofftensiden anionischer und/ oder nicht-ionogener Art.

Als Fluortenside eignen sich hierzu beispielsweise:

1. Anionenaktive Derivate von Carbonsäuren und Sulfonsäuren, wie sie z.B. in der DT-PS 12 16 116 beschrieben wurden.

2. Nicht-ionische Fluortenside, wie sie z.B. in der DT-AS 21 27 232 beschrieben wurden. Besonders gut eignen sich Carbonsäure-Amid-Amin-Derivate der Formel

R_fCONH(CH₂)₃N(CH₂CH₂OH)₂,

in der R^ eine Kohlenstoffkette mit 3 bis 12, insbesondere 6 bis 8 C-Atomen darstellt.

3. Kationische Fluortenside wie z.B. __u

R_fC₂H₄CONH (CH₂1₃-^NCH₂CH₂OH

CH₃

4. Fluortenside mit betainischer Struktur wie z.B

CH, CH, H

R_iCF=CHCH₉ ^SITi-CH- - C - CH₉O-P-O I ZZ i

₉O-P

C₂H₄OH CH₃

Alle diese Fluortenside bewirken in aminfreien Schaumlöschmit teln einen korrosiven Angriff auf unlegierten Stahl. Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert:

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Beispiele

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

In einem Stahltank aus ST 37 wurde folgendes Schaumkonzentrat
gelagert:

C₁₉C₁,-Alkylsulfat als Triäthanolaminsalz, 40 % WAS 25 Gew.-% (erhältlich als ^l 'Genapol CRT 40)

Laurylalkohol 2 Gew.-%

Butylglykol 30 Gew.-%

Trinkwasser 4 3 Gew.-%

100 Gew.-%

Der durch Korrosion hervorgerufene Metallabtrag betrug
0,46 g/m -Tag.

Beispiel 2

Unter den Bedingungen von Beispiel 1 wurde folgendes Konzentrat gelagert:

Alkylsulfat von Beispiel 1 25 Gew.-%

Laurylalkoholat 2 Gew.-%

Butylglykol 30 Gew.-%

Morpholin 5 Gew.-%

Triäthanolamin 10 Gew.-%

Trinkwasser 28 Gew.-%

100 Gew.-%

Der durch Korrosion hervorgerufene Abtrag betrug 0,93*10 g/

2
m «Tag.

Beispiel 3

Eingesetzt wurde unter den Bedingungen von Beispiel 1 folgende
.Formulierung

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— *7 —

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^C12~^C16~^{Alkyläthersulfat}' A™¹"^001111115611-²' ³⁰ * ^{WAS 40} Gew.-% Laurylalkohol 2 Gew.-% Butylglykol 25 Gew.-% Trinkwasser 20 Gew.-% Triäthanolamin 13 Gew.-%

100 Gew.-%

Auch bei längerer Lagerung konnte kein korrosiver Angriff beobachtet werden.

Beispiel 4

Eingesetzt wurde unter den Bedingungen von Beispiel 1 folgende Formulierung:

Alkylsulfat von Beispiel 1 35 Gew.-% Laurylalkohol 2 Gew.-% Butylglykol 25 Gew.-% Morpholin 5 Gew.-% Triäthanolamin 10 Gew.-% Trinkwasser 23 Gew.-%

100 Gew.-%

Es wurde keine Korrosion beobachtet. Beispiel 5 Mit der Formulierung von Beispiel 3 wurde ein Löschtest gemäß

den technischen Lieferbedingungen des Bundesamts für Wehrtechnik

und Beschaffung TL 4210-092 in einer 4 m -Brandwanne durchgeführt (Wannenhöhe: 1 M, ca. 400 1 Wasserpolster, 200 1 Turbinentreibstoff JP 4, Schaumstrahlrohr mit 25 l/min Wasserfluß, Verschäumungszahl ca. 10fach). Die Zumischung des Schaummittels betrug 3 Vol.-%. Nach einer Vorbrandzeit von 1 Minute wurde eine Löschzeit von 67 Sekunden bei Formulierung 2 festgestellt. Die Spezifikation läßt eine Löschzeit von 90 Sekunden zu. 10 Minuten nach dem Ablöschen wurde mit einer Facker auf Wiederentzündung geprüft. Es trat keine Wiederentzündung ein.

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Beispiel 6

Beispiel 5 wurde mit der Formulierung von Beispiel 4 wiederholt. Nach einer Vorbrandzeit von 1 Minute wurde eine Löschzeit von 62 Sek. beobachtet.

Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel)

Die Formulierung von Beispiel 1 wurde mit einem synthetischen Meerwasser der Zusammensetzung

Magnesiumchlorid 1,1 Gew.-%

Calciumchlorid 0,16 "

Natriumsulfat 0,4 "

Natriumchlorid 2,5 "

dest. Wasser 95,84 "

verdünnt. Es wurden Verschäumungsversuche gemäß den technischen Lieferbedingungen der Bundeswehr, TL 4210-092 durchgeführt und folgende Schaumstabilitätswerte (Wasserhalbzeitwerte) beobachtet:

bei Schwerschaum 22 Min. bei Mittelschaum 14 Min. bei Leichtschaum 11 Min.

Beispiel 8

Beispiel 7 wurde mit einer erfindungsgemäßen Formulierung (gemäß Beispiel 2) wiederholt. Es wurden folgende Wasserhalbzeitwerte beobachtet

bei Schwerschaum 31 Min. bei Mittelschaum 22 Min. bei Leichtschaum 17 Min.

Aus dem Vergleich mit Beispiel 7 folgt, daß der Zusatz der Amine bei Einsatz von Meerwasser die Schaumbeständigkeit erhöht.

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Claims

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT

Aktenzeichen: _{H0E ??/F}

Datum: J\. Mars 1977 Dr.SP/K

Patentansprüche

Wäßriges Schaummittel mit einem synthetischen Tensid als Schaumkomponente und einem Chloridgehalt unter 0,015 Gew.-%, dadurch gekennzeichnet, daß es 5 - 30 Gew.-% eines gesättigten, primären, sekundären oder tertiären Amins enthält.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Amin ein acyclisches aliphatisches Amin mit Ci bis Cg — Alkylgruppen eingesetzt wird.
3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Amiη ein acyclisches aliphatisches Amiη eingesetzt wird, das mindestens eine Hydroxyalkylgruppe mit 2-6 Kohlen-Stoffatomen enthält.
4. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Amiη ein isocyclisches Amin mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen im Ring eingesetzt wird.
5. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Amin ein heterocyclisches Amin mit 5 oder 6 Ringgliedern und 1-2 Stickstoffatomen eingesetzt wird.
6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das heterocyclische Amin im Ring durch Alkylgruppen oder Hydroxyalkylgruppen mit 1-4 C-Atomen substituiert ist.
7. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Amin in Form eines Salzes mit einer ali phatischen Carbonsäure mit 1 bis 9, insbesondere 5 bis 9 Kohlenstoffatomen, eingesetzt wird.

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ORIGINAL INSPECTED